锚网喷支护技术在白庄煤矿的应用与研究.pdf
吴焕庆
[摘 要]近年来，煤炭资源开采难度不断增大，受到深层开采的影响，很多施工问题逐渐暴露了出来。锚网支护是煤矿深层开采非常重要的一环，由于巷道围岩地质力学参数的影响，力学性质和围岩裂隙发育程度的不同，都使得锚网支护存在着异常，影响着它的安全稳定性。针对这样的现象，煤矿深层开采企业一定要明确锚杆支护受到的主要影响因素，并结合开采的实际情况，简单阐述一下如何做好施工工作，发挥其应用效果，保证煤矿深层开采的质量水平。
[关键词]深层开采；锚网支护；施工
中图分类号：TD353.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0129-01
在煤矿深层开采的过程中，短壁开放方法的应用非常广泛，该种掘进方法的效率非常高，在主巷开采的过程中交岔点的设置非常的严格，一般情况下两个交叉点的间距为30m，交叉点的参数设置也有相对固定的数值，比如交岔点的跨度在10m以上，断面的面积在30m2以上；在支巷上每间隔2m必须布置采硐。对于深层埋藏的煤层气围岩的压力相对较大，再加上顶板的稳定性较差，传统的支护措施几乎不能满足稳定性的需求，因此就需要应用锚网支护措施。
1 锚网支护的概述
锚网支护是进入21世纪以来，为适应我国煤矿深层开采而推广出现的新型技术，它主要是利用锚杆构件，并与其它的支护设备为辅助措施的支护系统，在实际工作中主要用于煤巷支护，包括的类型有锚网支护、锚梁网支护等。在支护过程中能够起到保护作用，维护锚杆围岩的稳定性，避免出现小块松散问题，并与喷射混凝土实现混合应用。然而，在具体应用过程中施工单位一定要结合工程实际，找准锚杆之间的大小位置，并按严格要求予以施工。
在施工中采用的铁丝网要由镀锌材质而成，小于4毫米，根据网格特征的差异，铁丝网的形状也要有所不同。菱形网格的强度更高，相对而言链接也较为简便。钢筋网则由钢筋焊接而成，都以金属网格状出现，各网格之间的大小要保证在150mm乘以150mm之间，以保证网格的穩定性和强度，并有效预防松动的岩块出现松脱现象，发挥其支撑作用。塑料网与这两种网络形式相比，更加轻便，且花费的资金较少，成本不高，具有抗腐蚀性，不过它的缺点是刚度与强度不理想。在锚带网的构成之中，钢带是它的关键组成部分，由多个单根锚杆连接为一个整体，有助于提高锚杆支护的承载力。
2 锚网支护的形式
短壁开采时的一般巷道普遍采用锚杆支护，而大断面的巷道交岔点需要采用加强支护。锚梁网索（锚索）是大断面交岔点的基本支护形式，锚索支护设计的恰当与否，直接关系到交岔点巷道的支护能否成功。这类巷道的支护，需要按照锚固平衡拱支护原理确定的锚杆支护形式及锚杆布置方式，并采用数值模拟方法，优选锚杆的具体参数。
锚杆与锚固岩层组成的锚固体与矿用工字钢金属支架相比，其承载能力和抗变形能力要大得多，但锚杆支护不是在所有条件下都是绝对可靠的。当顶板岩层强度很低而且很松软时，锚杆的支护作用就小，因为锚杆难以维持顶板岩层的整体性和充分发挥出锚固平衡拱的作用。因此，这种条件下的锚杆支护巷道需要加强支护。
以往锚杆支护的巷道主要是使用架棚和打点柱进行加强支护，防止冒顶。这种加强支护方法虽然安全可靠，但支护费用高，而且影响工作面生产。采用小孔径树脂锚索对巷道顶板进行加强支护，锚索与普通锚杆共同作用支护顶板，效果较好。打锚杆时，先找好中心线，画好锚杆眼位置，清理好顶板浮岩。稳钻架，在钻杆上预先作好标志，然后开机打眼。眼深以推到钻杆标志为准，退钻、装树脂药卷，用电钻上锚杆，打平眼口围岩，挂网上紧锚杆，搞好搭接联网。顶板锚网支护的关键是解决巷道断面大、顶部软、易冒落、抽顶等问题。应用树脂锚杆和冷拔钢筋网时，要求锚杆必须上紧上牢，对个别未上紧的，应立即补打锚杆或加垫板，使锚网和顶板成一整体，充分发挥围岩的自承能力，以达到有效的支护顶板之目的。
3 深层煤矿开采锚网支护的应用
锚杆阻力增长速度最快的时期应该在架设支护系统后的5天左右，一个半星期后（10-12天之间）区趋于稳定，如果单从空间上的关系进行分析了解，锚杆阻力会在距离迎头大概30m左右的位置处趋于稳定，主要的原因是锚索发挥了其中大多数的承载力，因此锚杆承受的负荷相对降低。由于煤层的倾斜两边呈现严重的不对称性，所以帮部（或者称为肩部）的锚杆承受的拉应力较大，这种承载力的分配完全符合实际的情况。检测数据分析研究表明肩部的锚杆承受的拉力大小和煤层的水平应力、岩性的松散程度、巷道的垂直走向等因素相关，所以在架设支护系统时要精确的测量现场的具体的情况，而在深层煤矿的开采过程中锚网支护的强度和支护效果都显著优于矿工钢支架支护系统。
锚网支护在深层煤矿开采过程中应用中的优点：（1）显著提升巷道围岩的自身稳定性和整体性。比如在顶部煤层下降或者下沉时顶板依然能够保持完整性和稳定性，从而避免了顶部煤层出现跨落、松散的情况；（2）锚网支护对于巷道的稳定性的影响范围较广。传统的支护系统其影响的范围在30m左右，但是30m-100m之间的区域其支护影响逐渐变缓，但是锚网支护能够在掘进100m等位置还趋于稳定，有效的扩大了支护范围；（3）围岩的变形特点：如果顶部煤层的下沉速度和下沉量超过了煤帮的位移速度和位移量，那么煤帮的支护强度需要增加1倍左右；（4）锚杆的受力分布中，顶部的应力最大，而锚杆的应力阻力增加也非常的快速；而锚杆的边角其载荷力的特点是端部大、浅部小，所以提升锚杆顶部的稳固力非常有必要。（5）实体煤巷道的侧压力非常小，顶部锚杆的载荷力几乎是两帮载荷力的2倍，所以煤层巷道两帮的锚杆托盘很少出现变形的情况。（6）锚网支护系统中顶板浅部和层量之间的距离显著大于深部与层量的距离，两者之间的距离差距在0.5倍左右，掘进期间能够有效的保持煤层和煤体的完整性，另外还能够显著提升锚网支护的安装质量，这也是减少锚固范围的重要保证。
在架设煤矿深层开采使用的锚杆或者锚网支护时首先需要对矿压进行准确的检测，通过检测的结果能够明确巷道的稳定性、巷道围岩的变形情况、支护方式和支护的效果等。在进行矿压检测时需要特别注意两个阶段：其一是架设作业前，需要对岩石的应力状态、力学性质等技术参数进行准确的测量，作业前的数据分析是架设支护系统的理论基础；其二是在架设作业过程中，需要将现场的各项指标进行严密的检测，通过数据的验证对整个支护体系进行检验，从而为后期的修改提供科学依据。
4 结语
总之，由于综放开采引起的岩层移动范围及影响程度大大增加，巷道变形量大，矿压显现剧烈，严重影响了综放面的推进速度。采用高强度锚杆（网）支护技术能主动支护顶板，防止顶板离层破碎，并能有效地减小顶板对两端的压力，控制其破碎区、塑性区的发展，减少回采巷道围岩变形，以达到降低支护成本、减少巷道维修、减轻工人劳动强度、保障综放面快速推进，实现高产高效的目的。
参考文献
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